DE102004041308A1

DE102004041308A1 - Kühler

Info

Publication number: DE102004041308A1
Application number: DE102004041308A
Authority: DE
Inventors: Jens Richter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-02
Also published as: EP1784612A1; US20070261821A1; JP2008510956A; WO2006021267A1; CN101006315A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung (1), insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden. DOLLAR A Um einen Kühler zu schaffen, der einen besseren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Kühler, ist die Kühlmittelleitungseinrichtung (1) einstückig aus zwei Hälften (11, 12) gebildet, die durch eine in Längsrichtung der Kühlmittelleitungseinrichtung (1) verlaufende Biegekante (8) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden.

Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 99/13282 und der amerikanischen Offenlegungsschrift US 2002/0139520 A1 sind Kühler bekannt, deren Kühlmittelleitungsrohre jeweils aus zwei ausgestanzten und geprägten Platten gebildet sind, die an ihrem Umfang miteinander verlötet sind. Durch die verlöteten Flächen wird der von dem Kühlmedium durchströmte Querschnitt der Kühlmittelleitungsrohre verringert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, zu schaffen, der einen besseren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Kühler.

Die Aufgabe ist bei einem Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, dadurch gelöst, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung einstückig aus zwei Teilen, insbesondere Hälften, gebildet ist, die durch eine in Längsrichtung der Kühlemittelleitungseinrichtung verlaufende Biegekante miteinander verbunden sind. Da die beiden Teile beziehungsweise Hälften an der Biegekante bereits einstükkig miteinander verbunden sind, müssen sie nur an einer Seite miteinander verlötet werden. Dadurch vergrößert sich der von dem Kühlmedium durchströmte Querschnitt. Darüber hinaus verringert sich die Anzahl der benötigten Einzelteile um die Hälfte, da pro Kühlmittelleitungseinrichtung nur noch ein Teil benötigt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung von einer im Wesentlichen rechteckförmigen Platte gebildet wird, die durch die Biegekante in zwei längliche Hälften unterteilt ist, die zusammengefaltet sind. Bei der Platte handelt es sich vorzugsweise um ein geprägtes Stanzteil aus einem metallischen Werkstoff, das einfach und kostengünstig herstellbar ist. Im zusammengefalteten Zustand liegen die Plattenhälften deckungsgleich aufeinander.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte einen gegenüber der Plattenoberfläche erhabenen umlaufenden Rand aufweist. Vorzugsweise ist die Platte innerhalb des umlaufenden Randes eingeprägt, wobei die Tiefe der eingeprägten Fläche die halbe lichte Weite der Kühlmittelleitungseinrichtung beträgt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand an den Schnittpunkten mit der Biegekante unterbrochen ist. Im Bereich der Biegekante hat die Platte über die gesamte Länge der Biegekante die gleiche Tiefe. Dadurch wird eine unerwünschte Beschädigung des Plattenmaterials im Bereich der Biegekante beim Zusammenfalten vermieden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plattenhälften im zusammengefalteten Zustand mit dem umlaufenden Rand aneinander anliegen. Vorzugsweise sind die Plattenhälften an dem umlaufenden Rand miteinander verlötet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Plattenhälften jeweils ein Verbindungsstutzen ausgebildet ist. Die Verbindungsstutzen werden vorzugsweise von tiefgezogenen Näpfen gebildet, die dazu dienen, zwei übereinander angeordnete Kühlmittelleitungseinrichtungen miteinander zu verbinden. Das hat den Vorteil, dass separate Verbindungsrohre entfallen können.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Plattenhälfte eine Vielzahl von Erhebungen ausgebildet ist, die im zusammengefalteten Zustand der Plattenhälften aneinander anliegen. Bei den miteinander verlöteten Erhebungen handelt es sich vorzugsweise um eingeprägte Noppen, die zur Verbesserung des Wärmeübergangs und als Zuganker zur Festigkeitssteigerung beitragen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei zusammengefalteten Plattenhälften eine Turbulenzeinlage angeordnet ist. Die vorzugsweise mit den Plattenhälften verlötete Turbulenzeinlage dient zur Verbesserung des Wärmeübergangs und als Zuganker zur Festigkeitssteigerung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlmittelleitungseinrichtungen übereinander gestapelt sind, und dass zwischen zwei Kühlmittelleitungseinrichtungen jeweils eine Luftleiteinrichtung angeordnet ist. Die Luftleiteinrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Luftleitrippen, die einstückig miteinander verbunden sind.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung und die Luftleiteinrichtung aus dem gleichen Blechmaterial, insbesondere aus Aluminiumblech, gebildet sind. Das hat den Vorteil, dass der komplette Kühler nur aus einem Material gebildet und somit gut wieder verwertbar ist.

Bevorzugt ist der Kühler als Ölkühler, Kühlmittelkühler oder Kraftstoffkühler ausgebildet, es sind jedoch auch andere Anwendungen der Erfindung möglich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Kühlmittelleitungsrohr im aufgeklappten Zustand in der Draufsicht;
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1;
3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III-III in 1;
4 eine Seitenansicht von rechts auf das Kühlmittelleitungsrohr aus 1;
5 das Kühlmittelleitungsrohr aus 1 im halb zusammengeklappten Zustand;
6 eine Seitenansicht des halb zusammengeklappten Kühlmittelleitungsrohres aus 5;
7 einen vergrößerten Ausschnitt des in 1 dargestellten Kühlmittelleitungsrohres gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Noppen;
8 eine perspektivische Darstellung einer Turbulenzeinlage;
9 das Kühlmittelleitungsrohr aus 1 im halb zusammengeklappten Zustand mit einer eingelegten Turbulenzeinlage, wie sie in 8 dargestellt ist;
10 das Kühlmittelleitungsrohr aus 1 im vollständig zusammengeklappten beziehungsweise zusammengefalteten Zustand;
11 eine Seitenansicht von links des in 10 dargestellten Kühlmittelleitungsrohres;
12 einen Kühler mit einer Vielzahl von zusammengelöteten Kühlmittelleitungsrohren, zwischen denen Luftleiteinrichtungen angeordnet sind, in der Vorderansicht;
13 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII in 12;
14 den Kühler aus 12 in der Draufsicht und
15 eine Schnittansicht durch zwei zusammengelötete Verbindungsstutzen des Kühlers aus 12 in vergrößerter Darstellung.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kühlmittelleitungsrohr 1 im aufgeklappten Zustand dargestellt. Das Kühlmittelleitungsrohr 1 wird von einer Platte 4 gebildet, die im Wesentlichen die Gestalt eines Rechtecks aufweist, dessen Ecken abgerundet sind. Bei der Platte 4 handelt es sich um ein Stanzteil aus Aluminiumblech, das eine Biegekante 8 aufweist, durch welche die Platte 4 in Längsrichtung in zwei gleichgroße Hälften 11 und 12 unterteilt wird. Die Biegekante 8 stellt gleichzeitig eine Symmetrieachse der Platte 4 dar. Die Platte 4 wird außen von einem umlaufenden Rand 15 begrenzt, der dazu dient, die beiden Plattenhälften 11 und 12 im zusammengefalteten oder zusammengeklappten Zustand miteinander zu verlöten. Innerhalb des umlaufenden Randes 15 sind die Plattenhälften 11 und 12 in die Zeichenebene hineingeprägt, also vertieft, so dass der umlaufende Rand 15 über die Plattenhälften 11 und 12 erhaben ist. In den Endbereichen der Plattenhälften 11 und 12 ist jeweils ein Verbindungsstutzen 21, 22, 23, 24 ausgebildet. Die Verbindungsstutzen 21 bis 24 haben im Wesentlichen die Gestalt von Rohrstücken, die dazu dienen, zwei übereinander angeordnete Kühlmittelleitungsrohre miteinander zu verbinden.
In 2 ist ein Ausschnitt aus 1 vergrößert dargestellt. In dem vergrößerten Ausschnitt sieht man, dass der umlaufende Rand 15 im Bereich seines Schnittpunkts mit der Biegekante 8 nicht durchgehend ausgebildet ist, sondern in einem Abschnitt 26 unterbrochen ist. In der gleichen Weise ist der umlaufende Rand 15 auch an dem anderen Ende der Biegekante 8 unterbrochen. Durch die Unterbrechung des umlaufenden Randes 15 in dem Abschnitt 26 wird sichergestellt, dass die Plattenhälften 11 und 12 im Bereich der Biegekante 8 eine konstante Einprägetiefe aufweisen.
In der in 3 dargestellten Schnittansicht sieht man, dass der Verbindungsstutzen 21 eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Seitenwand 30 aufweist, die durch einen Boden 31 abgeschlossen ist. In gleicher Weise umfasst der Verbindungsstutzen 22 eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Seitenwand 33, die durch einen Boden 34 abgeschlossen ist.
In der Seitenansicht der 4 sieht man, dass die Oberfläche der Plattenhälften 11 und 12 um eine Einprägetiefe t von dem umlaufenden Rand 15 beabstandet ist, und zwar auch im Bereich des Abschnitts 26. Die Länge beziehungsweise Höhe der Verbindungsstutzen 22, 23 ist in 4 mit h angegeben.
In 5 ist das Kühlmittelleitungsrohr 1 im halb zusammengeklappten beziehungsweise zusammengefalteten Zustand dargestellt. Die Plattenhälften 11 und 12 sind, bezogen auf die Biegekante 8, in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. In 5 sieht man, dass die Böden 31, 34 der Verbindungsstutzen 21, 22 nicht geschlossen, sondern mit einem zentralen Durchgangsloch 38, 39 ausgestattet sind. Die Durchgangslöcher 38, 39 schaffen Strömungsverbindungen zwischen zwei übereinander gestapelten Kühlmittelleitungsrohren.
In 6 ist eine Seitenansicht des in 5 halb zusammengefalteten Kühlmittelleitungsrohres 1 dargestellten. In dieser Darstellung ist auch noch einmal die Einprägetiefe t der Oberfläche der Plattenhälften 11 und 12 sowie die Länge beziehungsweise die Höhe h der Verbindungsstutzen 21 und 24 bezeichnet.
In 7 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Kühlmittelleitungsrohres 1 aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. In die Plattenhälften 11 und 12 sind eine Vielzahl von Noppen 41, 42; 45, 46 eingeprägt, die sich in die Papierebene hinein erstrecken. Die Noppen 41, 42 und 45, 46 kommen an ihren freien Enden aneinander zur Anlage, wenn die Plattenhälften 11 und 12 zusammengefaltet beziehungsweise zusammengeklappt werden. Die Noppen dienen dazu, den Wärmeübergang zu erhöhen und die Festigkeit des zusammengefalteten Kühlmittelleitungsrohres 1 zu erhöhen.
In 8 ist eine Turbulenzeinlage 50 perspektivisch dargestellt, die anstelle der Noppen in das Kühlmittelleitungsrohr 1 eingelegt werden kann, wie in 9 dargestellt ist. Die Turbulenzeinlage 50 hat die gleiche Funktion und Wirkung wie die Noppen bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel.
In 10 ist eine Draufsicht auf ein vollständig zusammengefaltetes beziehungsweise zusammengeklapptes Kühlmittelleitungsrohr 1 in der Draufsicht dargestellt. In einer Zusammenschau mit der in 11 dargestellten Seitenansicht von links sieht man, dass die beiden Plattenhälften 11 und 12 an dem umlaufenden Rand 15 aneinander anliegen. Dort sind die Plattenhälften 11 und 12 miteinander verlötet. Im Bereich der Biegekante 8 sind die Plattenhälften 11 und 12 einstückig miteinander verbunden. Die Verbindungsstutzen 22 und 23 erheben sich in entgegengesetzten Richtungen von den Plattenhälften 11 und 12.
In den 12 bis 14 ist ein zusammengelöteter Kühler in verschiedenen Ansichten dargestellt, der neun Kühlmittelleitungsrohre 61 bis 69 umfasst, die an ihren Verbindungsstutzen zu einem Block zusammengelötet sind.
Oben und unten wird der Kühlerblock durch Abschlussbleche 70 und 71 begrenzt. Das Kühlmittelleitungsrohr 61 weist nach oben hin zwei Verbindungsstutzen 73 und 74 auf, die durch das Abschlussblech 70 verschlossen sind. Der Verbindungsstutzen 73 dient zum Beispiel als Eingangsstutzen für das Kühlmedium. Der Verbindungsstutzen 74 dient zum Beispiel als Ausgangsstutzen für das Kühlmedium. An seiner Unterseite weist das Kühlmittelleitungsrohr 61 zwei Verbindungsstutzen 75 und 76 auf. Das Kühlmittelleitungsrohr 71 liegt mit seinen Verbindungsstutzen 75 und 76 auf zwei Verbindungsstutzen 77 und 80 auf, die an dem Kühlmittelleitungsrohr 62 ausgebildet sind. Die Verbindungsstutzen 76 und 80 sowie 75 und 77 sind miteinander verlötet und schaffen eine Strömungsverbindung zwischen den Kühlmittelleitungsrohren 61 und 62. An der Unterseite des Kühlmittelleitungsrohres 62 sind zwei Verbindungsstutzen 78 und 79 ausgebildet, die in gleicher Weise mit den entsprechenden Verbindungsstutzen des darunter angeordneten Kühlmittelleitungsrohres 63 verbunden sind. Zwischen dem Abschlussblech 70 und dem Kühlmittelleitungsrohr 61 ist eine Luftleiteinrichtung 110 angeordnet. Bei der Luftleiteinrichtung 110 handelt es sich um eine zickzackförmig ausgebildete Wellrippenstruktur. Jeweils zwischen zwei Kühlmittelleitungsrohren 61, 62; 62, 63 ist jeweils eine Luftleiteinrichtung 111; 112 angeordnet.
In 15 ist die Biegekante des Kühlmittelleitungsrohres 61 mit 80 bezeichnet. Auf der der Biegekante 80 entgegengesetzten Seite sind die beiden Plattenhälften 81 und 82 an ihrem umlaufenden Rand 84 zusammengelötet. Die Plattenhälften 91 und 92 des Kühlmittelleitungsrohres 62 sind in gleicher Weise auf der der Biegekante 90 gegenüberliegenden Seite an dem umlaufenden Rand 94 zusammengelötet. In 15 sieht man auch, dass die Kühlmittelleitungsrohre 61 und 62 durch die Durchgangslöcher 101 bis 104 eine durchgehende Strömungsverbindung aufweisen.

Claims

Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung (1), insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen (61-69), wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung (1) einstückig aus zwei Teilen, insbesondere Hälften (11, 12), gebildet ist, die durch eine in Längsrichtung der Kühlmittelleitungseinrichtung (1) verlaufende Biegekante (8) miteinander verbunden sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung (1) von einer im Wesentlichen rechteckförmigen Platte (4) gebildet wird, die durch die Biegekante (8) in zwei längliche Hälften (11, 12) unterteilt ist, die zusammengefaltet sind.
Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (4) einen gegenüber der Plattenoberfläche erhabenen umlaufenden Rand (15) aufweist.
Kühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand (15) an den Schnittpunkten mit der Biegekante (8) unterbrochen ist.
Kühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plattenhälften (11, 12) im zusammengefalteten Zustand mit dem umlaufenden Rand (15) aneinander anliegen.
Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Plattenhälften (11, 12) jeweils ein Verbindungsstutzen (22-24) ausgebildet ist.
Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Plattenhälfte (11; 12) eine Vielzahl von Erhebungen (41, 42; 45, 46) ausgebildet sind, die im zusammengefalteten Zustand der Plattenhälften (11; 12) aneinander anliegen.
Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei zusammengefalteten Plattenhälften (11, 12) eine Turbulenzeinlage (50) angeordnet ist.
Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlmittelleitungseinrichtungen (61-69) übereinander gestapelt sind, und dass zwischen zwei Kühlmittelleitungseinrichtungen (61, 62; 62, 63) jeweils eine Luftleiteinrichtung (111; 112) angeordnet ist.
Kühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtungen (61-69) und die Luftleiteinrichtungen (110 bis 112) aus dem gleichen Blechmaterial, insbesondere aus Aluminiumblech, gebildet sind.